Conseil international du lac Ontario et le fleuve Saint-Laurent

Section 1: Facteurs influant sur les niveaux d’eau et sur les débits

 

 1.1 Pourquoi les niveaux d’eau et les débits fluctuent-ils dans le réseau hydrographique du lac Ontario et du fleuve Saint-Laurent? 
 1.2 Le débit en provenance du lac Érié, les précipitations et le vent sont les principales forces naturelles qui influent sur le lac Ontario. Quelle est l’importance de ces forces, et pourquoi?
 1.3 Quelle influence a le relèvement isostatique sur ce qui arrive aux niveaux du lac Ontario et à l’accès à l’eau depuis les rives du lac?
 1.4 Quelle influence ont les changements climatiques, l’évaporation accrue et d’autres facteurs sur ce qui arrive aux niveaux du lac Ontario et à l’accès à l’eau depuis les rives du lac?
 1.5 Globalement, quels sont les effets réels et éventuels de l’évolution des conditions du côté de la rive nord du lac Ontario?
 1.6 Comment le couvert de glace affecte-t-il l’évaporation de l’eau et, par conséquent, le niveau du lac Ontario?

 

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1.1 Pourquoi les niveaux d’eau et les débits fluctuent-ils dans le réseau hydrographique du lac Ontario et du fleuve Saint-Laurent? [retour au début]

Le facteur le plus influent sur les niveaux d’eau est le cycle hydrologique : le système naturel de réservoirs d’eau, l’écoulement des eaux souterraines et l’écoulement fluvial, les précipitations, l’évaporation, la formation et le déplacement des nuages, et le vent. Le cycle hydrologique est influencé et dominé par les forces de la nature. La seule influence de l’humain sur la régularisation est le barrage Moses-Saunders qui, comme on peut le découvrir ci-dessous et dans la section 2, influe beaucoup moins sur les niveaux d’eau que les facteurs naturels. Les facteurs les plus influents sur le cycle hydrologique planétaire sont les régimes climatiques, les précipitations et les vents. Dans le cas du lac Ontario, le principal effet hydrologique vient du débit du lac Érié, des précipitations et de l’évaporation au-dessus du lac Ontario, et du ruissellement du bassin du lac Ontario. La grande majorité des apports d’eau dans le lac Ontario provient du débit du lac Érié. Ce débit n’est pas régularisé et il dépend du grand réseau hydrologique des Grands Lacs en amont.

Le système du lac Ontario comporte trois principaux cycles.

1. La persistance de précipitations élevées ou basses pendant plusieurs années est le principal facteur naturel à l’origine des niveaux élevés ou bas du lac Ontario. Avant la régularisation, le niveau du lac Ontario a atteint des niveaux extrêmement bas au milieu des années 1930 et des niveaux extrêmement élevés au début des années 1950, tel qu’indiqué dans le schéma des niveaux mensuels du lac, plus loin.

2. Au printemps, la fonte des neiges et les pluies printanières augmentent le ruissellement se déversant dans le lac. Toutefois, à cette période de l’année, la température du lac est inférieure à celle de l’air. La quantité d’eau qui s’évapore est donc moins importante qu’en automne ou qu’au début de l’hiver. Comme il y a plus d’eau qui entre dans le lac que d’eau qui n’en sort, le niveau de l’eau s’élève, en général, pour culminer en été. En général, le lac Ontario atteint son niveau d’étiage à la fin de l’automne et au début de l’hiver, parce que l’eau en surface du lac est plus chaude, à cette période de l’année, que celle de l’air. Cela cause une évaporation rapide de l’eau. Comme la quantité d’eau sortant du lac (sous forme de vapeur d’eau) est plus importante que celle qui y entre, le niveau d’eau baisse. On peut voir ce cycle annuel dans le schéma des niveaux d’eau pré-projet (avant la régularisation).

3. À l’intérieur de ces fluctuations saisonnières, le niveau d’eau peut aussi changer en quelques heures sous l’effet du vent.

1.2 Le débit en provenance du lac Érié, les précipitations et le vent sont les principales forces naturelles qui influent sur le lac Ontario. Quelle est l’importance de ces forces, et pourquoi? [retour au début]

Les trois forces naturelles qui influent le plus sur le niveau d’eau du lac Ontario sont le débit en provenance du lac Érié, les précipitations et l’évaporation, et le vent.

  • Débit en provenance du lac Érié. En moyenne, le lac Érié fournit 80 % des apports du lac Ontario. La majorité du débit en provenance du lac Érié est acheminé au lac Ontario par la rivière Niagara. Les débits entrants dans le lac Ontario par la rivière Niagara ne sont pas régularisés, et ils sont déterminés par le niveau d’eau du lac Érié. Même si les débits de la rivière Niagara sont assez constants, avec une variation moyenne de 11 % durant une année, les débits entrants dans le lac Ontario sont en général à leur plus haut en juin et à leur plus bas en février, ce qui correspond aux niveaux du lac Érié.
  • Précipitations locales et évaporation. Les précipitations (pluie et neige) au-dessus du lac, le ruissellement causé par les précipitations dans le bassin versant local et l’évaporation d’eau du lac composent, en moyenne, les 20 % restants de l’apport d’eau. À la fin de l’été et en automne, la quantité d’eau qui s’évapore à la surface du lac peut dépasser les apports d’eau provenant des précipitations et du ruissellement local, ce qui cause un apport net d’eau négatif pendant une certaine période de temps.
  • Vent. Des vents forts et soutenus dans une direction donnée peuvent provoquer une montée de niveau d’eau d’un côté du lac Ontario et une baisse de niveau équivalente de l’autre côté. De telles fluctuations sont appelées ondes de tempête. Il s’agit d’une fluctuation de courte durée, qui se produit en quelques heures. Lorsque les vents soutenus s’estompent, le niveau d’eau oscille dans le lac et les baies jusqu’à ce qu’il se stabilise, comme il le fait dans une baignoire. On appelle ce phénomène seiche. Dans le lac Ontario, les ondes de tempête ont déjà entraîné une élévation du niveau d’eau de plus d’un demi-mètre (1,5 pied). En général, les effets du vent persistent pendant quelques jours tout au plus, et ils n’influent pas sur la régularisation hebdomadaire des débits par le Conseil.

Le Conseil n’a aucune emprise sur ces trois facteurs naturels : les débits en provenance du lac Érié, les précipitations et l’évaporation et le vent. De plus, les variations saisonnières sur lesquelles l’être humain n’a aucune emprise peuvent influer sur la régularisation des débits du lac Ontario. Pour plus de détails, les lecteurs intéressés peuvent aller consulter les documents disponibles dans notre bibliothèque, accessible sur notre page Web, sous l’onglet Publications.

1.3 Quelle influence a le relèvement isostatique sur ce qui arrive aux niveaux du lac Ontario et à l’accès à l’eau depuis les rives du lac? [retour au début]

Dans l’ensemble, le relèvement isostatique – lente remontée de la croûte terrestre après son enfoncement sous le poids des glaciers de la dernière période glaciaire – touche la rive nord ainsi que la rive sud du lac Ontario. De façon générale, l’extrémité ouest du lac s’enfonce par rapport à sa décharge, le fleuve Saint-Laurent. Le relèvement isostatique amène une légère augmentation de la hauteur d’eau du côté de la rive nord (15 cm) et de la rive sud-est (4 cm) pour le même niveau d’eau qu’il y a 100 ans.

1.4 Quelle influence ont les changements climatiques, l’évaporation accrue et d’autres facteurs sur ce qui arrive aux niveaux du lac Ontario et à l’accès à l’eau depuis les rives du lac? [retour au début]

Plusieurs processus à long terme jouent sur les risques pour les riverains et les plaisanciers et, malheureusement, aucun de ces effets ne plaira à tous les groupes d’intérêts. Un haut ou un bas niveau d’eau plaira à différents groupes d’intérêts. Ces processus englobent le relèvement isostatique (qui est certain), la possibilité d’extrêmes plus marqués des apports d’eau (plus faibles et plus forts), la possibilité de tempêtes plus violentes (surtout quand la teneur en eau et la température de l’atmosphère s’élèvent), l’augmentation des effets de l’érosion en hiver lorsqu’il y a moins de glace le long des rives et l’érosion accrue des terrains non protégés, parce que les dispositifs de protection riveraine des terrains adjacents réduisent le transport des sédiments. Outre ces processus à long terme, des effets à court terme, comme la dénivellation due au vent, modifient temporairement, mais parfois considérablement, le niveau d’eau, en particulier sur la rive sud du lac Ontario.

1.5 Globalement, quels sont les effets réels et éventuels de l’évolution des conditions du côté de la rive nord du lac Ontario? [retour au début]

La rive nord est un peu moins exposée aux effets du vent et des vagues, en raison des conditions météo dominantes. La rive nord est aussi un peu moins exposée aux effets des inondations, en raison de la gestion plus proactive de la zone riveraine.

1.6 Comment le couvert de glace affecte-t-il l’évaporation de l’eau et, par conséquent, le niveau du lac Ontario? [retour au début]

Notre compréhension des rapports complexes entre le couvert de glace, l’évaporation et le niveau d’eau progresse toujours. Nous savons tous que l’évaporation fait baisser le niveau d’eau. Par ailleurs, la croyance populaire veut qu’un épais couvert de glace réduise l’évaporation. C’est vrai, jusqu’à un certain point. Lorsque la glace recouvre une grande partie de la surface de l’eau, elle fait office de couvercle, empêchant l’eau du lac de s’évaporer. Mais pour qu’un épais couvert de glace se forme, il a d’abord fallu que l’eau se refroidisse (qu’elle perde de l’énergie) et la façon la plus efficace d’y arriver est par l’évaporation.

L’évaporation de l’eau atteint un maximum à l’automne et au début de l’hiver, lorsque l’air froid et sec passe sur l’eau comparativement plus chaude du lac Ontario. Les années où il y a beaucoup de glace et peu d’évaporation vers la fin de l’hiver, il est possible que le taux d’évaporation ait été plus élevé en début de saison, entraînant une baisse rapide du niveau du lac.

En outre, il faut beaucoup d’énergie pour fondre la glace et la neige, et celles-ci reflètent mieux le rayonnement solaire que ne le fait l’eau. Au cours de ces mêmes années, donc, l’eau tend à demeurer plus froide que la normale à l’approche du printemps, ce qui aura des répercussions plus tard, car l’évaporation et la baisse saisonnière du niveau commenceront plus tardivement que d'habitude à l’été et à l’automne.